JP7491069B2 - 加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、加熱装置及び画像形成装置に関する。

複写機、プリンタなどの画像形成装置において、用紙などの記録媒体を加熱する加熱装置として、熱により用紙上の画像を定着させる定着装置や、用紙上のインクを乾燥させる乾燥装置が知られている。

例えば、定着装置においては、省エネルギー化や高速化などの要求に応じて、ローラよりも熱容量の小さい無端状のベルトやフィルムなどの回転部材が用いられるようになってきている。

一般的に、このようなベルトやフィルムなどの回転部材を用いる定着装置においては、用紙が通過しない非通紙領域で回転部材が局部的に温度上昇しやすい傾向にある。そのため、特許文献１（特開２０１８－１６９４６７号公報）では、回転部材の局部的な温度上昇を抑制できるように、回転部材（定着ベルト）の内側に、銅やアルミニウムなどの熱伝導率の高い材料から成る熱移動補助部材を配置する構成が提案されている。この熱移動補助部材は、回転部材の長手方向に渡ってその内周面に接触しているため、回転部材が局部的に温度上昇すると、高温部分の熱が熱移動補助部材を介して長手方向に移動し、分散する。これにより、回転部材の局部的な温度上昇が抑制される。

ところで、非通紙領域における温度上昇の生じやすさや温度上昇の程度は、加熱装置やこれを搭載する画像形成装置の性能に応じて異なる。すなわち、印刷速度が速い機種においては、単位時間当たりのヒータの点灯率も高くなるため、非通紙領域における温度上昇が生じやすくなると共に、温度上昇の程度も顕著になる。このため、温度上昇を抑制するために必要な熱移動補助部材の性能も機種ごとに異なる。

しかしながら、機種ごとに異なる種類（性能）の熱移動補助部材を用いると、組み付け後に熱移動補助部材の組み付け状態やその種類を確認しようとした際に、熱移動補助部材が回転部材の内側に配置されているため、目視などにより外側から熱移動補助部材を確認しにくいといった課題があった。

上記課題を解決するため、本発明は、第１回転部材と、前記第１回転部材の外周面に接触してニップ部を形成する第２回転部材と、前記第１回転部材を加熱する加熱源と、前記ニップ部の位置で前記第１回転部材の内周面に直接的又は間接的に接触する熱移動補助部材と、金属製の側壁部材と、を備える加熱装置であって、前記熱移動補助部材の一部は、前記第１回転部材の外側に配置され、前記熱移動補助部材の長手方向に交差する方向の断面積が、前記第１回転部材の内側に配置される部分の一部よりも、前記第１回転部材の外側に配置される部分において小さく、前記側壁部材は、貫通孔を有し、前記第１回転部材の外側に配置される前記熱移動補助部材の一部は、前記貫通孔に挿通されると共に、前記貫通孔を形成する面との間に他の部材を介さずに前記側壁部材に対して接触しないように配置されることを特徴とする。

本発明によれば、熱移動補助部材が確認しやすくなる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本実施形態に係る定着装置の概略構成図である。 本実施形態に係る定着装置を図２における上方から見た図である。 本実施形態に係る熱移動補助部材の斜視図である。 熱移動補助部材が定着装置に組み付けられた状態を示す断面図である。 図５に示す定着装置を上方から見た断面図である。 異なる形状の熱移動補助部材を用いた場合の定着ベルトの温度分布を示す模式図である。 従来例に係る熱移動補助部材の斜視図である。 比較例に係る熱移動補助部材の斜視図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。

図１に示す画像形成装置１００は、画像形成部２００と、転写部３００と、定着部４００と、記録媒体供給部５００と、記録媒体排出部６００と、を備えている。

画像形成部２００には、４つの作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋと、露光装置６と、が設けられている。各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。また、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの異なる色の現像剤を収容している以外、基本的に同様の構成である。具体的に、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、表面に画像を担持する像担持体である感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段である帯電ローラ３と、感光体２上にトナー画像を形成する現像手段である現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段であるクリーニング装置５と、を備えている。露光装置６は、画像情報に基づいて感光体２の帯電面を露光して静電潜像を形成する潜像形成手段である。なお、図１では、１つの作像ユニット１Ｂｋが備える感光体２、帯電ローラ３、現像装置４、クリーニング装置５のみに符号を付しており、その他の作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃにおいては符号を省略している。

転写部３００には、記録媒体である用紙に画像を転写する転写装置８が設けられている。なお、画像が形成（転写）される記録媒体は、紙（普通紙、厚紙、薄紙、コート紙、ラベル紙、封筒などを含む）のほか、ＯＨＰシートなどの樹脂製のシートであってもよい。転写装置８は、中間転写ベルト１１と、４つの一次転写ローラ１２と、二次転写ローラ１３と、を有している。中間転写ベルト１１は、表面に画像を担持してその画像を用紙に転写する転写部材であり、無端状のベルト部材で構成されている。各一次転写ローラ１２は、中間転写ベルト１１を介してそれぞれ別の感光体２に接触している。これにより、中間転写ベルト１１と各感光体２との間に、中間転写ベルト１１と各感光体２とが接触する一次転写ニップが形成されている。一方、二次転写ローラ１３は、中間転写ベルト１１を介して中間転写ベルト１１を張架する複数のローラの１つに接触し、中間転写ベルト１１との間に二次転写ニップを形成している。

定着部４００には、用紙を加熱する加熱装置であると共に、熱により用紙上の画像を定着させる定着装置９が設けられている。

記録媒体供給部５００には、用紙Ｐを収容する給紙カセット１４と、給紙カセット１４から用紙Ｐを送り出す給紙ローラ１５と、が設けられている。

記録媒体排出部６００には、用紙を画像形成装置外に排出する一対の排紙ローラ１７と、排紙ローラ１７によって排出された用紙を載置する排紙トレイ１８と、が設けられている。

次に、図１を参照しつつ本実施形態に係る画像形成装置１００の印刷動作について説明する。

印刷動作開始の指示があると、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体２、及び中間転写ベルト１１が回転を開始する。また、給紙ローラ１５が回転することにより、給紙カセット１４から用紙Ｐが送り出される。送り出された用紙Ｐは、一対のタイミングローラ１６に接触して一旦停止される。

各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋでは、まず、帯電ローラ３によって感光体２の表面が均一な高電位に帯電される。次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント画像情報に基づいて、露光装置６が各感光体２の表面（帯電面）に露光する。これにより、露光された部分の電位が低下して各感光体２の表面に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像装置４からトナーが供給され、各感光体２上にトナー画像が形成される。各感光体２上に形成されたトナー画像は、各感光体２の回転に伴って一次転写ニップ（一次転写ローラ１２の位置）に達すると、回転する中間転写ベルト１１上に順次重なり合うように転写される。かくして、中間転写ベルト１１上にフルカラーのトナー画像が形成される。また、感光体２から中間転写ベルト１１へトナー画像が転写された後、各感光体２上に残留するトナーやその他の異物はクリーニング装置５によって除去され、感光体２は次の静電潜像の形成に備えられる。

中間転写ベルト１１上に転写されたトナー画像は、中間転写ベルト１１の回転に伴って二次転写ニップ（二次転写ローラ１３の位置）へ搬送され、タイミングローラ１６によって搬送されてきた用紙Ｐ上に転写される。そして、トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置９へと搬送され、定着装置９によって用紙Ｐにトナー画像が定着される。その後、用紙Ｐは排紙ローラ１７によって排紙トレイ１８へ排出され、一連の印刷動作が完了する。

以上の印刷動作の説明は、フルカラー画像を形成するときの動作についてであるが、４つの作像ユニットのうち、いずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像ユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

図２は、本実施形態に係る定着装置９の概略構成図、図３は、本実施形態に係る定着装置９を図２における上方から見た図である。以下、図２及び図３を参照しつつ、本実施形態に係る定着装置９の構成について説明する。

図２に示すように、本実施形態に係る定着装置９は、第１回転部材としての定着ベルト２０と、第２回転部材としての加圧ローラ２１と、加熱源としてのハロゲンヒータ２２と、別の加熱源としての端部ヒータ２７Ａ，２７Ｂと、ニップ形成部材２３と、反射部材２４と、ステー２５と、熱移動補助部材２６と、温度センサ１９Ａ，１９Ｂと、を備えている。また、図３に示すように、本実施形態に係る定着装置９は、定着ベルト２０を保持する一対のベルト保持部材２８と、側壁部材としての一対の側板２９と、を備えている。

定着ベルト２０は、第１回転部材であると共に、用紙Ｐの未定着画像担持面側に配置され、用紙Ｐ上の未定着画像を定着させる定着部材である。定着ベルト２０は、無端状のベルト部材によって構成されている。定着ベルト２０は、その長手方向Ｚ（図３参照）の両端に挿入された回転保持部材としての一対のベルト保持部材２８によって回転可能に保持される。各ベルト保持部材２８は、例えばフランジ状に形成されており、定着ベルト２０の内側に余裕をもって挿入される。このため、定着ベルト２０は、一対のベルト保持部材２８によって非張架状態（ベルトにテンションがかからない、いわゆるフリーベルト方式）で回転可能に保持される。各ベルト保持部材２８は、一対の側板２９に取り付けられ固定されている。

加圧ローラ２１は、第２回転部材であると共に、定着ベルト２０の外周面に加圧される加圧部材である。具体的に、加圧ローラ２１は、芯金と、芯金の表面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴムなどから成る弾性層と、弾性層の表面に設けられたＰＦＡ又はＰＴＦＥなどから成る離型層によって構成されている。加圧ローラ２１は、バネなどの付勢部材によって定着ベルト２０に対して加圧（圧接）され、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間に、ニップ部Ｎが形成されている。また、加圧ローラ２１は、画像形成装置本体に設けられた駆動源によって回転駆動するように構成されている。加圧ローラ２１が回転駆動すると、その駆動力がニップ部Ｎにおいて定着ベルト２０に伝達されることにより、定着ベルト２０が従動回転する。図２に示すように、未定着画像を担持する用紙Ｐが、図の矢印Ｙ方向に搬送され、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間（ニップ部Ｎ）に進入すると、回転する定着ベルト２０と加圧ローラ２１とによって用紙Ｐが搬送されながら加熱されると共に加圧され、未定着画像が用紙Ｐに定着される。

本実施形態では、加圧ローラ２１を中実のローラとしているが、中空のローラであってもよい。その場合、加圧ローラ２１の内部にヒータを配置してもよい。また、加圧ローラ２１が弾性層を有しない場合は、熱容量が小さくなるため、定着性が向上する。しかしながら一方で、未定着トナーを定着させるときに、ベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に光沢ムラが生じる可能性がある。これを防止するには、加圧ローラ２１が厚さ１００μｍ以上の弾性層を有することが望ましい。厚さ１００μｍ以上の弾性層があることにより、弾性層の弾性変形により微小な凹凸を吸収することができ、光沢ムラの発生を回避することができるようになる。加圧ローラ２１の弾性層はソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ２１の内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いることも可能である。ソリッドゴムに比べてスポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト２０の熱が奪われにくくなる点で望ましい。

ハロゲンヒータ２２は、定着ベルト２０の内側に配置され、定着ベルト２０の内周面に光（例えば赤外線光）を直接照射して加熱する加熱源である。このような加熱源として、ハロゲンヒータ以外に、カーボンヒータ、セラミックヒータなどの他の輻射熱式のヒータを用いてもよい。また、電磁誘導加熱方式の加熱源を用いることも可能である。本実施形態では、２つのハロゲンヒータ２２が定着ベルト２０内に配置されているが、加熱源の数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

端部ヒータ２７Ａ，２７Ｂは、定着ベルト２０の長手方向両端部側をニップ部Ｎで加熱する一対の端部熱源である。端部ヒータ２７Ａ，２７Ｂは、定着ベルト２０の長手方向に互いに離れた位置に独立して配置されると共に、ニップ形成部材２３に一体的に設けられている。

温度センサ１９Ａ，１９Ｂは、定着ベルト２０の外周面に対向するように配置され、定着ベルト２０の表面温度を検知する温度検知手段である。温度センサ１９Ａ，１９Ｂによって定着ベルト２０の表面温度が検知され、その検知結果に基づいてハロゲンヒータ２２や端部ヒータ２７Ａ，２７Ｂの出力制御が行われることにより、定着ベルト２０の温度が所望の温度（定着温度）となるように制御される。温度センサ１９Ａ，１９Ｂとしては、例えばサーモパイル、サーモスタット、サーミスタ、ＮＣセンサなど、公知の温度センサを適用可能である。また、温度センサ１９Ａ，１９Ｂは、図２に示すような定着ベルト２０に対して非接触に配置される非接触型であってもよいし、定着ベルト２０に接触する接触型であってもよい。

ニップ形成部材２３は、定着ベルト２０の内側に配置され、加圧ローラ２１からの加圧力を受けて定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間にニップ部Ｎを形成する部材である。ニップ形成部材２３は、熱移動補助部材２６を介して定着ベルト２０の内周面に接触している。ニップ形成部材２３の材料としては、耐熱温度２００℃以上の耐熱性部材を用いることが望ましい。具体的に、ニップ形成部材２３の材料としては、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの一般的な耐熱性樹脂が挙げられる。このような耐熱性部材でニップ形成部材２３を構成することにより、定着温度域で、熱によるニップ形成部材２３の変形を防止することができるため、安定したニップ部Ｎの状態が確保でき、出力画質の安定化を図れる。

ステー２５は、ニップ形成部材２３の加圧ローラ２１側とは反対側に接触して、ニップ形成部材２３を支持する支持部材である。また、熱移動補助部材２６も、ニップ形成部材２３を介してステー２５によって支持される。ステー２５によってニップ形成部材２３と熱移動補助部材２６が支持されることにより、加圧ローラ２１の圧力によるニップ形成部材２３及び熱移動補助部材２６の撓み、特に定着ベルト２０の長手方向に渡る撓みが抑制され、均一な幅のニップ部Ｎが形成される。ステー２５は、その長手方向の両端にて、各ベルト保持部材２８に取り付けられ支持されている。また、ステー２５は、各側板２９に直接取り付けられていてもよい。ステー２５の材料としては、剛性を確保するため、ＳＵＳやＳＥＣＣなどの鉄系金属材料が好ましい。

反射部材２４は、ハロゲンヒータ２２から放射される熱及び光（例えば、赤外線光）を反射する部材である。反射部材２４によってハロゲンヒータ２２の熱や光が定着ベルト２０に向かって反射されることにより、定着ベルトが効率良く加熱される。また、反射部材２４は、ステー２５とハロゲンヒータ２２との間に配置されており、ハロゲンヒータ２２によるステー２５の加熱も抑制できる。このため、熱エネルギーの無駄な消費を低減でき、省エネルギー化も図れる。

また、反射部材２４の機能を、ステー２５に持たせてもよい。例えば、ハロゲンヒータ２２に対向するステー２５の対向面を鏡面処理することにより、ステー２５が反射部材２４の機能を兼ねるように構成することができる。この場合、反射部材２４を別途設けなくてもよいので、小型化及び低コスト化に有利となる。

熱移動補助部材２６は、ニップ形成部材２３と定着ベルト２０との間に介在し、定着ベルト２０の熱量を主にその長手方向に移動させ、定着ベルト２０の表面温度のばらつきを抑制する部材である。熱移動補助部材２６は、樹脂製のニップ形成部材２３よりも熱伝導率が高い高熱伝導材料によって構成される。熱移動補助部材２６の材料としては、例えば、銅、アルミニウム、あるいは銀などを用いることができる。本実施形態では、定着ベルト２０の内周面に接触（対向）する熱移動補助部材２６の接触面（対向面）が、平面状に形成されているが、凹形状やその他の形状であってもよい。熱移動補助部材２６の接触面が凹形状の場合は、これに倣ってニップ部Ｎも凹形状になり、定着ベルト２０に対する用紙Ｐの分離性が向上する。

熱移動補助部材２６は、定着ベルト２０の内周面に接触しているため、定着ベルト２０が回転すると、熱移動補助部材２６は定着ベルト２０に対して相対的に摺接する。このときの熱移動補助部材２６と定着ベルト２０との間で生じる摩擦抵抗を低減するため、定着ベルト２０に対する熱移動補助部材２６の接触面には、例えば、ダイヤモンドライクカーボン、ＰＴＦＥ、二硫化モリブデン、グラファイトなどのコーティング（低摩擦処理）が施されている。さらに、摩擦抵抗を低減するため、定着ベルト２０の内周面には、潤滑剤が塗布されている。潤滑剤としては、シリコーンオイル、又は基油がシリコーンオイルであるシリコーングリス、フロロシリコーンオイル、又は基油がフロロシリコーンオイルであるフロロシリコーングリス、フッ素オイル、又は基油がフッ素オイルであるフッ素グリスのいずれか１種、又はこれらの組み合わせを含む液状の潤滑剤が好ましい。なお、熱移動補助部材２６は、定着ベルト２０の内周面に対し、低摩擦コーティング層や潤滑剤などを介して間接的に接触する場合に限らず、定着ベルト２０の内周面に対して直接接触していてもよい。

ところで、上記のような熱容量の小さい定着ベルトを用いた定着装置においては、定着部材としてローラを用いた構成に比べて、加熱効率や省エネ性が向上する一方で、用紙が通過しない非通紙領域での温度上昇が生じやすい傾向にある。すなわち、ヒータの加熱領域の幅よりも小さい幅の用紙を連続して通紙した場合、用紙が通過しない非通紙領域では、定着ベルトの熱が消費されにくいため、蓄熱し、局部的に温度上昇しやすくなる。しかしながら、本実施形態に係る定着装置９においては、熱伝導率の高い熱移動補助部材２６が定着ベルト２０の内周面に対して長手方向に渡って連続して接触しているため、非通紙領域の熱が熱移動補助部材２６を介して長手方向に移動して分散し、非通紙領域における局部的な温度上昇を抑制することができる。

このように、熱移動補助部材を用いることにより、非通紙領域における温度上昇を抑制できるため、小サイズ用紙の連続印刷の生産性（単位時間当たりの出力枚数）を高めることができる。しかしながら、熱移動補助部材を用いると、熱移動補助部材によって定着ベルトから熱が奪われやすくなるため、定着ベルトを所定の目標温度にまで加熱する際のウォームアップ時間が長くなる懸念がある。

また、非通紙領域における温度上昇の生じやすさ及び温度上昇の程度は、画像形成装置の生産性に応じて異なるため、機種ごとに適した熱移動補助部材を用いて、非通紙領域における温度上昇の抑制とウォームアップ時間の短縮との両立を図ることが好ましい。すなわち、生産性の高い画像形成装置においては、単位時間当たりのヒータの点灯率が高く、非通紙領域における温度上昇も顕著となるため、高い熱伝導率や比較的大きな熱容量を有する熱移動補助部材を適用することが好ましい。反対に、生産性の低い画像形成装置においては、非通紙領域における温度上昇が顕著とはならないので、熱容量の小さい熱移動補助部材を用いて、ウォームアップ時間の短縮を図ることが可能である。

しかしながら、機種ごとに異なる種類（性能）の熱移動補助部材を用いると、組み付け後に熱移動補助部材の組み付け状態やその種類を確認しようとした際に、熱移動補助部材が定着ベルトの内側に配置されているため、目視などにより外側から熱移動補助部材を確認しにくいといった問題がある。そこで、斯かる問題を改善するため、本実施形態に定着装置においては、熱移動補助部材の構成を以下のようにしている。

図４は、本実施形態に係る熱移動補助部材の斜視図である。

図４に示すように、本実施形態に係る熱移動補助部材２６は、一方向に長く形成された板状の部材で構成されている。ここで、図４において、互いに直交する矢印Ａ方向、矢印Ｂ方向、及び矢印Ｃ方向を、それぞれ熱移動補助部材２６の長手方向Ａ、幅方向Ｂ、厚さ方向Ｃとして、熱移動補助部材２６の構成について説明する。なお、長手方向Ａは、熱移動補助部材２６が定着装置に組み付けられた状態で、図３に示す定着ベルト２０の長手方向Ｚ又は加圧ローラ２１の回転軸方向に相当する方向であり、幅方向Ｂは、図２に示す通紙方向（記録媒体通過方向）Ｙに相当する方向である。

本実施形態に係る熱移動補助部材２６は、本体部３０と、本体部３０の長手方向Ａの両端から突出するように設けられた一対の突出部３１と、を有している。また、本体部３０は、定着ベルト２０の内周面に直接的又は間接的に接触してニップ部Ｎ（図２参照）を形成するニップ形成部３２と、ニップ形成部３２の幅方向Ｂの両端から厚さ方向Ｃ（図２に示す加圧ローラ２１側とは反対側）へ屈曲するように設けられた一対の屈曲部３３と、を有している。

各突出部３１は、ニップ形成部３２よりも幅方向Ｂに小さい寸法に形成されており、ニップ形成部３２から長手方向Ａへ伸びるように設けられている。また、各突出部３１には、熱移動補助部材２６の種類を特定するための識別用の凹部３４が設けられている。

図５は、本実施形態に係る熱移動補助部材が定着装置に組み付けられた状態を示す断面図、図６は、図５における上方から見た断面図である。

図５及び図６に示すように、熱移動補助部材２６が定着装置９に組み付けられた状態では、各突出部３１の少なくとも一部が、定着ベルト２０の長手方向Ｚの両端２０ａ，２０ｂから外側へ露出する。すなわち、熱移動補助部材２６における一方の突出部３１の先端３１ａから他方の突出部３１の先端３１ｂまでの全長Ｌ１が、定着ベルト２０の長手方向Ｚの一端２０ａから他端２０ｂまでの全長Ｌ２よりも長いため、熱移動補助部材２６の長手方向中央Ｍ１を定着ベルト２０の長手方向中央Ｍ２に対応させて配置すると、各突出部３１の少なくとも先端３１ａ，３１ｂ側の部分が定着ベルト２０の長手方向両端２０ａ，２０ｂよりも外側へ突出した状態で配置される。一方、熱移動補助部材２６の本体部３０は、全体的に定着ベルト２０の内側に配置される。

また、ベルト保持部材２８や側板２９よりも定着ベルト２０の長手方向中央Ｍ２側を「内側」とし、これとは反対側を「外側」とすると、熱移動補助部材２６の全長Ｌ１は、各ベルト保持部材２８の外側の側面２８ａ，２８ｂ同士の間隔Ｌ３よりも長く、さらに、各側板２９の外側の側面２９ａ，２９ｂ同士の間隔Ｌ４よりも長く形成されている。このため、熱移動補助部材２６が組付けられた状態では、各突出部３１の少なくとも先端３１ａ，３１ｂ側の部分が、各ベルト保持部材２８の外側の側面２８ａ，２８ｂや各側板２９の外側の側面２９ａ，２９ｂよりも外側へ露出した状態で配置される。

このように、本実施形態に係る定着装置９においては、熱移動補助部材２６の各突出部３１の少なくとも先端３１ａ，３１ｂ側の部分が、定着ベルト２０やベルト保持部材２８及び側板２９の外側に配置されるので、各突出部３１に設けられた識別用の凹部３４（図６参照）がこれらよりも外側に露出した状態となる。このため、熱移動補助部材２６を組み付けた後であっても、識別用の凹部３４を簡単に視認することができる。識別用の凹部３４は、熱移動補助部材２６の種類ごとに位置や形状、個数などが異なっており、凹部３４を視認することにより熱移動補助部材２６の種類を特定することができる。これにより、組み付けられた熱移動補助部材２６の種類の適否や、熱移動補助部材２６の組み付け状態（組み付ける向きや位置）の適否を確認することができ、誤組み付けによる性能の低下を回避できるようになる。なお、突出部３１は、外観上識別が可能であればよいので、識別用の凹部３４を設けることに代えて、突出部３１の色や光沢度（表面粗さ）を異ならせることなどによって熱移動補助部材２６が識別可能であってもよい。

本実施形態では、熱移動補助部材２６の突出部３１がベルト保持部材２８や側板２９よりも外側へ露出するように配置されているが、ベルト保持部材２８や側板２９の一部が切り欠かれているなどにより、その切り欠き部などを介して熱移動補助部材２６を視認できれば、熱移動補助部材２６は必ずしもベルト保持部材２８や側板２９から外側へ露出した状態となっていなくてもよい。すなわち、熱移動補助部材２６は、少なくとも定着ベルト２０の外側へ露出した状態で配置されていればよい。

また、熱移動補助部材２６の視認性を向上させる目的からすると、本発明に係る熱移動補助部材２６は、その長手方向Ａの一端のみが少なくとも定着ベルト２０の外側へ突出するものであってもよい。また、熱移動補助部材２６は、本実施形態のような一体成型された１つの部材でなく、分割された２つ以上の部材から成るものであってもよい。

以上のように、本実施形態に係る定着装置９においては、熱移動補助部材２６の突出部３１を外側へ露出させることにより、視認性を向上させ、熱移動補助部材２６の種類やその組み付け状態などを確認することが可能である。しかしながら一方で、突出部３１を本体部３０から延長するように設けたことにより、突出部３１を介して熱が拡散しやすくなるため、特に定着ベルト２０の長手方向両端側で温度低下が生じる懸念がある。

そこで、本実施形態に係る定着装置９においては、突出部３１が設けられていることによる熱の拡散を低減するため、熱移動補助部材２６の長手方向Ａに交差する方向の断面積を、定着ベルト２０の内側に配置される本体部３０よりも、定着ベルト２０の外側に配置される突出部３１において小さくなるようにしている。具体的に、本実施形態では、突出部３１の幅を本体部３０の幅よりも小さくすることにより、突出部３１の断面積を本体部３０の断面積よりも小さくしている。このように、突出部３１の断面積を小さくし、熱容量を小さくすることにより、突出部３１による熱の拡散を低減でき、定着ベルト２０の長手方向両端側での温度低下を抑制できるようになる。

図７は、異なる形状の熱移動補助部材を用いた場合の定着ベルトの温度分布を示す模式図である。

図７において、実線は、図４に示す例と同じ構造の本発明の実施例を用いた場合の温度分布、二点鎖線は、図４に示す例の突出部３１を無くし本体部３０のみとした図８に示す従来例を用いた場合の温度分布、一点鎖線は、図４に示す例の突出部３１を無くし本体部３０を図４に示す全長Ｌ１と同じ長さになるまで延長した図９に示す比較例を用いた場合の温度分布である。また、図７に示す横軸のうち、領域α及び領域βは、図４、図８、図９の各例に示す熱移動補助部材２６の領域α及び領域βに対応する部分である。特に、領域β中の領域γは、用紙上の最大画像形成領域が通過する領域を示す。

図７に示すように、比較例（一点鎖線）の場合は、本体部３０を延長したことにより、本発明の実施例（実線）や従来例（二点鎖線）に比べて、定着ベルトの熱が長手方向両端側へ拡散しやすく、最大画像形成領域γの両端側で定着ベルトの温度が画像定着に必要な目標温度Ｔを下回っている。これに対して、本発明の実施例（実線）の場合は、従来例（二点鎖線）に比べて、突出部３１を有する分、最大画像形成領域γの端部側において定着ベルトの温度が若干低下するものの、比較例に比べると温度低下を抑制することが可能である。このため、本発明の実施例では、最大画像形成領域γ全体に渡って画像定着に必要な温度Ｔを維持することができるようになる。

このように、本発明の実施例においては、突出部３１を設けて従来例よりも全長を長くすることにより、視認性を向上させつつ、長くする部分（突出部３１）の断面積を小さくすることにより、定着ベルトの長手方向両端側への熱の拡散を低減し、定着ベルトの温度低下を抑制することができる。従って、本発明によれば、熱移動補助部材の視認性の向上と定着ベルトの温度低下の抑制との両立を実現できるようになる。また、定着ベルトの長手方向両端側への熱の拡散を低減できることにより、定着ベルトを所定の目標温度まで加熱する際のウォームアップ時間の短縮も図れるようになる。

なお、図４に示す熱移動補助部材２６においては、本体部３０が長手方向Ａに渡って同じ断面形状で構成されているため、突出部３１は本体部３０のいずれの断面に対しても断面積が小さくなるように構成されている。しかし、本体部３０の断面形状は、長手方向Ａに渡って同じである場合に限らず、変化する場合であってもよい。そのような場合、突出部３１の断面積は、その全体に渡って本体部３０の少なくとも一部の断面の断面積よりも小さければよい。

また、本実施形態に係る定着装置９においては、ステー２５や側板２９が金属材料で構成されているため、熱移動補助部材２６がステー２５や側板２９に直接接触していると、定着ベルト２０の熱が熱移動補助部材２６を介してステー２５や側板２９へ不要に流れてしまうことが考えられる。特に、ステー２５や側板２９は熱容量も大きいため、これらの部材へ熱が流入すると、ウォームアップ時間が長くなったり、定着ベルト２０の温度が低下したりする虞がある。そのため、本実施形態においては、定着ベルト２０の熱が熱移動補助部材２６を介してステー２５や側板２９へ不要に流れていかないように、熱移動補助部材２６がステー２５及び側板２９に対して直接接触しないように配置されている。

具体的には、図２及び図５に示すように、熱移動補助部材２６は、ステー２５に対して樹脂製のニップ形成部材２３を介して間接的に接触している。すなわち、熱移動補助部材２６と金属製のステー２５との間に、金属よりも熱伝導率の低い樹脂製のニップ形成部材２３が介在することにより、ニップ形成部材２３が断熱材として機能し、熱移動補助部材２６からステー２５への熱の移動を抑制することができる。また、側板２９に対しては、図５及び図６に示す貫通孔３５が設けられていることにより、熱移動補助部材２６が貫通孔３５を通して非接触状態で配置される。

このように、本実施形態においては、熱移動補助部材２６がステー２５や側板２９に対して直接接触しないように配置されていることにより、熱移動補助部材２６からステー２５や側板２９への熱の移動が抑制され、定着ベルト２０の熱の拡散を低減できるようになる。これにより、定着ベルト２０の熱効率が向上し、ウォームアップ時間の短縮や温度低下の抑制を図れるようになる。

また、定着ベルト２０の温度を最大画像形成領域の幅方向に渡って均一な温度に維持するには、定着ベルト２０の長手方向中央を基準とする左右の温度偏差を小さくすることが好ましい。そのため、本実施形態においては、熱移動補助部材２６を、定着ベルト２０の長手方向中央Ｍ２（図５、図６参照）を基準に対称な形状となるように配置している。これにより、長手方向中央Ｍ２を基準に一端側と他端側で定着ベルト２０から移動補助部材２６へ移動する熱量が均等になるため、定着ベルト２０における左右の温度偏差を高度に低減できるようになる。

なお、熱移動補助部材２６の各突出部３１は、互いに略同一の熱容量であれば、必ずしも完全に対称な形状でなくてもよい。従って、各突出部３１に設けられる識別用の凹部３４の位置や形状、個数などは左右で異なっていてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

上述の実施形態では、定着ベルトが一対のベルト保持部材によって非張架で保持されるフリーベルト方式の定着装置を例に説明したが、本発明は、定着ベルトが複数のローラなどに掛け回されて張架される構成にも適用可能である。また、本発明は、加熱装置の一例である定着装置に適用される場合に限らない。例えば、インクジェット式の画像形成装置において、用紙を加熱して用紙上のインク（液体）を乾燥させる乾燥装置などの加熱装置にも本発明を適用可能である。

９ 定着装置（加熱装置）
２０ 定着ベルト（第１回転部材）
２１ 加圧ローラ（第２回転部材）
２２ ハロゲンヒータ（加熱源）
２６ 熱移動補助部材
２５ ステー（支持部材）
２８ ベルト保持部材（回転保持部材）
２９ 側板（側壁部材）
１００ 画像形成装置

特開２０１８－１６９４６７号公報

Claims (7)

1. 第１回転部材と、
   前記第１回転部材の外周面に接触してニップ部を形成する第２回転部材と、
   前記第１回転部材を加熱する加熱源と、
   前記ニップ部の位置で前記第１回転部材の内周面に直接的又は間接的に接触する熱移動補助部材と、
   金属製の側壁部材と、
   を備える加熱装置であって、
   前記熱移動補助部材の一部は、前記第１回転部材の外側に配置され、
   前記熱移動補助部材の長手方向に交差する方向の断面積が、前記第１回転部材の内側に配置される部分の一部よりも、前記第１回転部材の外側に配置される部分において小さく、
   前記側壁部材は、貫通孔を有し、
   前記第１回転部材の外側に配置される前記熱移動補助部材の一部は、前記貫通孔に挿通されると共に、前記貫通孔を形成する面との間に他の部材を介さずに前記側壁部材に対して接触しないように配置される加熱装置。
2. 前記熱移動補助部材は、前記第１回転部材よりも長手方向に長く形成され、
   前記熱移動補助部材の長手方向の両端が、前記第１回転部材の長手方向の両端よりも外側に配置される請求項１に記載の加熱装置。
3. 前記熱移動補助部材は、前記第１回転部材の長手方向中央を基準に対称となるように配置される請求項１又は２に記載の加熱装置。
4. 前記第１回転部材をその長手方向端部で回転可能に保持する回転保持部材を備え、
   前記熱移動補助部材の一部は、前記回転保持部材の外側へ露出するように配置される請求項１から３のいずれかに記載の加熱装置。
5. 前記熱移動補助部材の一部は、前記側壁部材の外側へ露出するように配置される請求項１から４のいずれかに記載の加熱装置。
6. 前記第１回転部材の内周面に対する前記熱移動補助部材の接触面とは反対の面側に設けられ、前記熱移動補助部材を支持する金属製の支持部材を備え、
   前記熱移動補助部材は、前記支持部材よりも熱伝導率の低い部材を介して前記支持部材に接触する請求項１から５のいずれかに記載の加熱装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の加熱装置を備える画像形成装置。

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